WO2017169019A1 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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WO2017169019A1
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liquid
solvent
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holding
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泰範 金松
仁司 中井
岩田　智巳
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株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus.
  • substrate In a manufacturing process of a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”), various processes are performed on the substrate using a substrate processing apparatus. For example, by supplying a chemical solution to a substrate having a resist pattern formed on the surface, a process such as etching is performed on the surface of the substrate. After the chemical solution is supplied, a rinsing process for supplying pure water to the substrate to remove the chemical solution on the surface and a drying process for removing the pure water on the surface by rotating the substrate at a high speed are further performed.
  • a structure which is a set of a large number of fine structure elements, is formed on the surface of the substrate, if the rinsing process and the drying process are performed in order, the two structure elements are adjacent to each other during the drying process.
  • a liquid surface of pure water is formed.
  • the structure element may collapse due to the surface tension of pure water acting on the structure element. Therefore, a method for preventing collapse of the structural element in the drying process by filling a gap in the structural body (between structural elements) and sublimating the solidified filler by dry etching or the like has been proposed. Yes.
  • JP-A-11-87226 when a developing solution is supplied to a substrate in a substrate developing apparatus in which a downflow (downward airflow) is supplied to a cup surrounding the substrate by a fan filter unit, intake / exhaust is performed. A technique for stopping the process is disclosed. By this method, the developer layer formed on the main surface of the substrate does not wave, and the uniformity of the development process is improved.
  • the filler when the filler is filled in the gap in the structure on the surface of the substrate, the filler is supplied to the surface in a state where the periphery of the substrate is surrounded by the cylindrical guard portion.
  • a liquid film such as a filler on the surface of the substrate for a certain period of time.
  • the flow velocity of the gas flowing in the vicinity of the surface at the outer edge of the substrate is caused by the downward air flow for preventing the adhesion of particles and the like passing through the gap between the outer edge of the substrate and the guard portion. May be excessively high. In this case, collapse of the liquid film (a highly viscous filler can be regarded as partial peeling of the liquid film) and a decrease in thickness uniformity occur.
  • the present invention is directed to a substrate processing method for processing a substrate having a structure formed on the surface.
  • the liquid film is prevented from collapsing, and the outer edge of the substrate.
  • the purpose is to prevent the cleaning liquid or the like scattered from the substrate from returning to the substrate.
  • the guard portion is raised and lowered relative to the substrate rotation holding mechanism so as to be larger than the width of the minimum gap in the step e).
  • the liquid film when the liquid film is held on the substrate, the liquid film can be prevented from collapsing or partially peeling. Further, when cleaning the outer edge portion of the substrate, it is possible to prevent the cleaning liquid or the like scattered from the substrate from returning to the substrate.
  • the step c) includes the steps c1) supplying the treatment liquid to the surface, and c2) supplying the treatment liquid on the surface in a state where supply of the treatment liquid is stopped. And a step of replacing the solvent present in the gap in the structure with the treatment liquid while holding the liquid film.
  • the specific gravity of the treatment liquid is larger than the specific gravity of the solvent.
  • step c1) the substrate is rotated at a first rotation speed
  • step c2) the substrate is rotated at a second rotation speed that is lower than the first rotation speed, or the substrate is stopped.
  • the guard portion is positioned relative to the substrate rotation holding mechanism so that the width of the minimum gap in the step b) is larger than the width of the minimum gap in the step e). It is moved up and down relatively.
  • an airflow forming portion that forms a downward airflow is provided above the guard portion and the substrate holding and rotating mechanism.
  • the flow rate of the downdraft formed by the airflow forming part in the step c) is smaller than the flow rate of the downdraft in the step e).
  • the present invention is also directed to a substrate processing apparatus for processing a substrate having a structure formed on the surface.
  • the substrate processing apparatus includes a cylindrical guard portion having a portion with a different diameter along the vertical direction, and a substrate that is provided inside the guard portion and has a structure formed on the surface thereof, with the surface facing upward.
  • a substrate holding and rotating mechanism that holds the substrate in a substantially horizontal posture, a solvent supply unit that supplies a predetermined solvent to the surface, a processing liquid supply unit that supplies a predetermined processing liquid to the surface, and an outer edge portion of the substrate
  • a cleaning liquid supply unit that supplies a predetermined cleaning liquid to the substrate and a guard unit that is moved up and down relative to the substrate holding and rotating mechanism, thereby forming between the inner surface of the guard unit and the outer edge of the substrate.
  • the processing liquid is supplied to the liquid film by the processing liquid supply unit, and the solvent present in the gap in the structure is removed.
  • a controller that supplies the cleaning liquid to the outer edge portion of the substrate by the cleaning liquid supply unit while rotating the substrate, and removes the processing liquid adhering to the outer edge portion.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a spin chuck 22, a spin motor 21, a cup unit 23, and a chamber 5.
  • the spin chuck 22 serving as a substrate holding unit sandwiches the substrate 9 by bringing a plurality of sandwiching members into contact with the periphery of the disk-shaped substrate 9. As a result, the substrate 9 is held by the spin chuck 22 in a horizontal posture.
  • the surface (main surface) 91 of the substrate 9 facing upward is referred to as “upper surface 91”.
  • a predetermined structure is formed on the upper surface 91, and the structure includes, for example, a large number of upright structure elements.
  • a shaft 221 extending in the vertical direction (vertical direction) is connected to the spin chuck 22.
  • the shaft 221 is perpendicular to the upper surface 91 of the substrate 9, and the central axis J1 of the shaft 221 passes through the center of the substrate 9.
  • a spin motor 21 that is a substrate rotation mechanism rotates a shaft 221.
  • the spin chuck 22 and the substrate 9 rotate about the central axis J1 that faces in the vertical direction.
  • the spin chuck 22 and the spin motor 21 are substrate holding and rotating mechanisms.
  • the shaft 221 and the spin motor 21 are both hollow, and a lower nozzle 34 described later is disposed inside.
  • the cup part 23 includes a liquid receiving part 24 and a guard part 25.
  • the liquid receiving part 24 includes a base part 241, an annular bottom part 242, and a peripheral wall part 243.
  • the base portion 241 has a cylindrical shape centered on the central axis J1.
  • the base portion 241 is fitted into a chamber inner wall portion 53 described later, and is attached to the outer surface of the chamber inner wall portion 53.
  • the annular bottom portion 242 has an annular plate shape centered on the central axis J ⁇ b> 1 and extends outward from the lower end portion of the base portion 241.
  • the peripheral wall portion 243 has a cylindrical shape centered on the central axis J ⁇ b> 1 and protrudes upward from the outer peripheral portion of the annular bottom portion 242.
  • the base portion 241, the annular bottom portion 242 and the peripheral wall portion 243 are preferably integrally formed as one member.
  • the guard portion 25 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1, and has portions with different diameters along the vertical direction.
  • the guard part 25 includes a guard center part 251, a guard upper part 252, and a guard lower part 253.
  • the guard central portion 251 has a cylindrical shape surrounding the periphery of the spin chuck 22.
  • the guard upper portion 252 is a portion where the diameter gradually decreases from the upper end portion of the guard central portion 251 upward.
  • the guard lower part 253 is a part that spreads from the lower end part of the guard center part 251 toward the peripheral wall part 243 of the liquid receiving part 24.
  • the guard lower portion 253 is provided with an engaging portion 254 that forms a minute gap with the peripheral wall portion 243.
  • the engagement portion 254 and the peripheral wall portion 243 are maintained in a non-contact state.
  • the guard portion 25 can be moved (lifted / lowered) in the vertical direction by a guard lifting / lowering mechanism 26.
  • the cup part 23 may include a plurality of concentric guard parts.
  • the chamber 5 includes a chamber bottom 51, a chamber upper bottom 52, a chamber inner wall 53, a chamber outer wall 54, and a chamber canopy 55.
  • the chamber bottom 51 is plate-shaped and covers the lower part of the spin motor 21 and the cup part 23.
  • the chamber upper bottom 52 has a substantially annular plate shape centered on the central axis J1.
  • the chamber upper bottom 52 covers the upper portion of the spin motor 21 and the lower portion of the spin chuck 22 above the chamber bottom portion 51.
  • the chamber inner wall portion 53 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1.
  • the chamber inner wall 53 extends downward from the outer periphery of the chamber upper bottom 52 and reaches the chamber bottom 51.
  • the chamber inner wall portion 53 is located on the radially inner side of the cup portion 23.
  • the chamber outer wall portion 54 has a substantially cylindrical shape and is located on the radially outer side of the cup portion 23.
  • the chamber outer wall 54 extends upward from the outer periphery of the chamber bottom 51 and reaches the outer periphery of the chamber canopy 55.
  • the chamber canopy 55 has a plate shape and covers the cup 23 and the spin chuck 22.
  • the chamber outer wall portion 54 is provided with a carry-in / out opening (not shown) for carrying the substrate 9 into and out of the chamber 5. When the carry-in / out opening is closed by the lid, the internal space 50 of the chamber 5 becomes a sealed space.
  • the airflow forming unit 61 is attached to the chamber canopy unit 55.
  • the airflow forming unit 61 is provided above the guard unit 25 and the spin chuck 22.
  • the airflow forming unit 61 is, for example, a fan filter unit (FFU), and includes a fan 611 and a filter 612.
  • the fan 611 sends air outside the chamber 5 into the chamber 5 through the filter 612.
  • the filter 612 is, for example, a HEPA filter, and removes particles in the air.
  • a gas flow in this case, clean air
  • a down air flow may be formed by nitrogen gas or the like.
  • the rotation speed of the motor included in the fan 611 is variable under the control of the control unit 10. Therefore, the gas supply flow rate from the airflow forming unit 61 into the chamber 5 can be adjusted.
  • the chamber 5 is provided with an exhaust passage 62.
  • the exhaust flow path 62 opens at the lower portion of the chamber outer wall portion 54. Specifically, the exhaust flow path 62 is connected to the internal space 50 of the chamber 5 below the guard portion 25 and the spin chuck 22 in the vertical direction.
  • the gas in the chamber 5 is discharged out of the chamber 5 through the exhaust passage 62.
  • the exhaust flow path 62 is provided with a discharge flow rate adjusting unit 621 for adjusting the gas discharge flow rate.
  • the discharge flow rate adjusting unit 621 is, for example, an exhaust damper. The opening degree of the exhaust damper is variable by the control of the control unit 10, and the gas discharge flow rate via the discharge flow rate adjustment unit 621 can be adjusted.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a chemical nozzle 30, a pure water / solvent nozzle 31, a filler nozzle 32, an outer edge cleaning nozzle 33, a lower nozzle 34, a chemical supply section 41, a pure water supply section 42, An organic solvent supply unit 43 and a filler supply unit 44 are further provided.
  • the chemical liquid nozzle 30, the pure water / solvent nozzle 31, the filler nozzle 32, and the outer edge cleaning nozzle 33 are, for example, straight nozzles.
  • the nozzles 30 to 33 are formed on the upper surface 91 of the substrate 9 by a nozzle moving mechanism (not shown). It is selectively arranged at the facing position facing each other and the standby position off the upper surface 91.
  • the facing position of the chemical liquid nozzle 30, the pure water / solvent nozzle 31 and the filler nozzle 32 is a position facing the central portion of the upper surface 91, and the facing position of the outer edge cleaning nozzle 33 is facing the outer edge portion of the upper surface 91.
  • the standby positions of the nozzles 30 to 33 are positions away from the substrate 9 in the horizontal direction.
  • the nozzle moving mechanism can also move the nozzles 30 to 33 up and down.
  • the lower nozzle 34 extending in the vertical direction is disposed inside the hollow shaft 221 and the spin motor 21. The upper end of the lower nozzle 34 faces the center of the lower surface of the substrate 9.
  • the chemical solution supply unit 41 is connected to the chemical solution nozzle 30 via a valve, and the pure water supply unit 42 and the organic solvent supply unit 43 are both connected to the pure water / solvent nozzle 31 via a valve.
  • the pure water supply unit 42 is also connected to the lower nozzle 34 via a valve.
  • the organic solvent supply unit 43 is also connected to the outer edge cleaning nozzle 33 through a valve.
  • the filler supply unit 44 is connected to the filler nozzle 32 via a valve.
  • a chemical solution, pure water, an organic solvent, and a filler, which are processing solutions, are supplied to the substrate 9 by the chemical solution supply unit 41, the pure water supply unit 42, the organic solvent supply unit 43, and the filler supply unit 44, respectively.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the flow of processing of the substrate 9 in the substrate processing apparatus 1.
  • the airflow forming unit 61 is turned on, and a gas flow (that is, a descending airflow) is formed in the chamber 5 from the upper part to the lower part (step S ⁇ b> 11).
  • a gas flow that is, a descending airflow
  • the flow rate of the descending airflow is set to either “high” which is a steady state or “low” which is an unsteady state.
  • the flow rate of the downdraft is set to “high”.
  • the gas discharge flow rate through the discharge flow rate adjustment unit 621 is also set to “high”.
  • the substrate 9 to be processed is carried into the chamber 5 by an external transport mechanism, and is held by the spin chuck 22 provided inside the guard unit 25 (step S12).
  • the guard elevating mechanism 26 moves down the guard portion 25, so that the substrate 9 to be carried in is prevented from coming into contact with the guard portion 25 (the same applies when carrying out the substrate 9 described later).
  • the guard lifting mechanism 26 moves up to the position shown in FIG. 3 by the control of the control unit 10 (step S13).
  • the guard portion 25 is disposed at any one of the upper stage, the middle stage, and the lower stage, and the position illustrated in FIG. 3 is the middle stage.
  • the lower part of the guard upper part 252 is arranged at the same height as the substrate 9.
  • a downward air flow whose flow rate is set to “high” is indicated by a long arrow A ⁇ b> 1 (the same applies to FIG. 6 described later).
  • annular gap G is formed between the inner side surface of the guard portion 25 and the outer edge portion of the substrate 9.
  • annular minimum gap formed between the inner side surface of the guard portion 25 and the outer edge portion of the substrate 9 (that is, the minimum width D1 between the two along the circumferential direction centering on the central axis J1).
  • the annular gap G in which the gap is continuous over the entire circumference is simply referred to as “annular gap G”.
  • the gas in the cup part 23 moves to the lower side of the spin chuck 22, and a minute gap between the guard part 25 and the liquid receiving part 24, that is, between the peripheral wall part 243 and the engaging part 254 in FIG. It flows out of the cup part 23 through a minute gap therebetween.
  • the gas around the cup portion 23 is discharged out of the chamber 5 through the exhaust passage 62.
  • the chemical nozzle 30 is disposed at a facing position facing the central portion of the upper surface 91 of the substrate 9 by a nozzle movement mechanism (not shown). Further, the rotation of the substrate 9 is started by the spin motor 21.
  • the rotation speed (the number of rotations) of the substrate 9 is set to a relatively high rotation speed (a rotation speed higher than a pure water holding rotation speed described later).
  • medical solution is continuously supplied to the upper surface 91 via the chemical
  • the chemical liquid scattered from the outer edge portion is received and collected by the inner surface of the guard portion 25.
  • the chemical liquid is a cleaning processing liquid containing, for example, dilute hydrofluoric acid (DHF) or aqueous ammonia.
  • the chemical solution may be used for processing other than cleaning such as removal or development of the oxide film on the substrate 9 or etching.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the processing of the substrate 9. 4 shows the state on the upper surface 91 of the substrate 9 in each process, the middle stage shows the flow rate of the downdraft, and the lower stage shows the position of the guard portion 25. In addition, a period during which the process is performed is indicated by an arrow having the same reference numeral as that of each process step.
  • the entire upper surface 91 is filled with the chemical solution.
  • the supply of the chemical solution is continued for a predetermined time and then stopped.
  • the chemical solution nozzle 30 may swing in the horizontal direction by the nozzle moving mechanism.
  • pure water may be supplied to the lower surface of the substrate 9 by the pure water supply unit 42 via the lower nozzle 34 (similarly in other processes for supplying the processing liquid to the upper surface 91 of the substrate 9). .
  • the chemical nozzle 30 moves to the standby position, and the pure water / solvent nozzle 31 is arranged at the facing position. And the pure water which is a rinse liquid is continuously supplied to the upper surface 91 via the pure water and the solvent nozzle 31 by the pure water supply part 42 (step S15). Thereby, the rinse process in which the chemical
  • the pure water scattered from the substrate 9 is received by the inner surface of the guard part 25 and discharged to the outside.
  • the supply of pure water is continued for a predetermined time, during which the rotational speed of the substrate 9 is gradually lowered to a rotational speed sufficiently lower than the rotational speed (hereinafter referred to as “pure water holding rotational speed”).
  • the pure water holding rotation speed is, for example, 10 [rpm], but may be 0 [rpm].
  • a pure water liquid film 80 is formed and held on the upper surface 91 as shown second from the left in the upper part of FIG.
  • the supply of pure water is stopped after the liquid film 80 is formed.
  • the organic solvent is supplied to the pure water / solvent nozzle 31 by the organic solvent supply unit 43 in FIG. 1 while the substrate 9 is rotated at the pure water holding rotation speed. Then, the supply to the upper surface 91 is started (step S16).
  • the organic solvent is, for example, IPA (isopropyl alcohol), methanol, ethanol, acetone or the like, and has a lower surface tension than pure water. In this embodiment, IPA is used as the organic solvent.
  • substrate 9 is gradually increased from a pure water holding
  • 9 is rotated.
  • the organic solvent on the upper surface 91 immediately spreads to the outer edge, and the pure water on the upper surface 91 is replaced with the organic solvent.
  • a thin liquid film 81 of an organic solvent is formed and held on the upper surface 91 as shown in the third from the left in the upper stage of FIG.
  • An organic solvent having a low surface tension (for example, lower than pure water and a filler) easily enters between adjacent structural elements 911 in the structure 910 on the upper surface 91, and the gap in the structure 910 is caused by the organic solvent. It is filled.
  • the size of the structure 910 on the upper surface 91 of the substrate 9 is exaggerated in FIG. 4, it is actually a very fine structure at the structure level of the semiconductor device.
  • the liquid film 81 is thick enough to cover at least the height of the structure 910 or more.
  • the control unit 10 changes the setting of the flow rate of the descending air flow in the air flow forming unit 61 to “low”, which is smaller than the flow rate when supplying the chemical solution and pure water (step). S17).
  • a downward air flow whose flow rate is set to “low” is indicated by a short arrow A ⁇ b> 2.
  • the setting of the discharge flow rate of the gas in the discharge flow rate adjustment unit 621 is also changed to “low”, which is smaller than the discharge flow rate when the chemical solution and pure water are supplied.
  • the guard part 25 is arrange
  • the upper stage is a position above the position (middle stage) shown in FIG.
  • the upper part of the guard center part 251 is arranged at the same height as the substrate 9, and the width D2 of the annular gap G is larger than the width D1 of the annular gap G shown in FIG.
  • the pure water / solvent nozzle 31 moves to the standby position, and the filler nozzle 32 moves to the upper surface 91. It arrange
  • the filler supplied onto the organic solvent liquid film 81 spreads from the central portion of the upper surface 91 to the outer peripheral portion by the rotation of the substrate 9, and as shown in the fourth from the left in the upper stage in FIG.
  • a filler liquid film 82 is laminated on the liquid film 81.
  • the organic solvent layer and the filler layer in the liquid film are hatched differently.
  • the filler may be supplied to the upper surface 91 in a state where the rotation of the substrate 9 is stopped, and then the rotation of the substrate 9 may be started.
  • the filler includes a polymer (resin) such as an acrylic resin.
  • the specific gravity of the filler is larger than that of the organic solvent (here, IPA). Examples of the solvent in the filler include water and alcohol.
  • the polymer has solubility in the solvent, and for example, a crosslinking reaction occurs when heated to a predetermined temperature or higher.
  • a predetermined amount of time has passed and a predetermined amount of filler has been supplied to form the liquid film 82, the supply of the filler is stopped.
  • the rotation speed of the substrate 9 is relatively high in step S16.
  • the substrate 9 is gradually decelerated from the speed, and the substrate 9 is rotated at a relatively low rotational speed (for example, the pure water holding rotational speed described above).
  • the liquid films 81 and 82 are a series of liquid layers covering the entire upper surface 91.
  • the substrate 9 the liquid constituting the liquid film 81 (mainly an organic solvent), and the upper surface 91 of the liquid constituting the liquid film 82 (mainly the filler)
  • a state in which there is almost no relative movement along the line (so-called paddle state, hereinafter referred to as “liquid stationary state”) is formed.
  • the flow rate of the descending air flow by the air flow forming unit 61 and the gas discharge flow rate by the discharge flow rate adjusting unit 621 are small, and the width D2 of the annular gap G is relatively low in the guard unit 25 arranged in the upper stage. large.
  • the flow velocity of the gas in the vicinity of the outer edge portion of the substrate 9 is reduced, and the liquid films 81 and 82 in the liquid stationary state collapse (that is, the liquid film collapses in the vicinity of the outer edge portion of the substrate 9 and flows out of the substrate 9).
  • a reduction in thickness uniformity is suppressed.
  • the organic solvent and the filler are scattered from the upper surface 91 and hardly float as mist. It can also be suppressed that the filler is undesirably dried or peeled off.
  • the thickness of the liquid films 81 and 82 at each position is strongly influenced by the gas flow along the upper surface 91, but The uniformity of the thickness of the liquid film 81 is ensured by reducing the gas flow velocity in the vicinity of the outer edge.
  • the rotation of the substrate 9 at the rotation speed (or the state where the rotation of the substrate 9 is stopped) is continued for a predetermined time. Since the specific gravity of the filler is larger than the specific gravity of the organic solvent, the liquid film 81 containing the organic solvent and the liquid film 82 containing the filler are held on the upper surface 91 in a state where the supply of the filler is stopped.
  • Step S20 is a process of filling the filler in the gaps in the structure 910. Also in the liquid films 81 and 82 in step S20, the liquid constituting the liquid films 81 and 82 hardly flows in the horizontal direction on the upper surface 91, and a liquid stationary state is formed.
  • Step S21 When the filling process of the filler is completed (when a predetermined time has passed since the supply of the filler is stopped), the setting of the flow rate of the downdraft in the airflow forming unit 61 is changed to “high”, and the flow rate of the downdraft is changed during the filling process.
  • Step S21 the setting of the gas discharge flow rate in the discharge flow rate adjustment unit 621 is also changed to “high”, and the gas discharge flow rate is made larger than that during the embedding process.
  • the flow rate of the descending airflow and the discharge flow rate of the gas are returned to the same level as when the chemical solution and pure water are supplied.
  • the guard portion 25 is arranged (returned) in the middle by the guard lifting mechanism 26 (step S22).
  • the rotation speed of the substrate 9 is increased to a rotation speed higher than the pure water holding rotation speed.
  • the liquid film 81 of the organic solvent and the surplus of the filler are removed from the substrate 9 (so-called spin-off) (step S23).
  • the liquid (organic solvent and filler) splashed from the substrate 9 is received by the inner surface of the guard portion 25.
  • the filler having a thickness necessary for covering the entire structure 910 remains.
  • the guard portion 25 is arranged at the lower stage by the guard lifting mechanism 26 (step S ⁇ b> 24).
  • the lower stage is a position below the position (middle stage) shown in FIG.
  • the upper part of the guard upper part 252 is arranged at approximately the same height as the substrate 9, and the width D3 of the annular gap G is equal to the width D1 of the annular gap G shown in FIG. It is smaller than the width D2 of the annular gap G shown in FIG.
  • the filler nozzle 32 moves to the standby position, and the outer edge cleaning nozzle 33 is disposed at a position facing the outer edge of the upper surface 91.
  • the organic solvent is continuously supplied to the outer edge part of the upper surface 91 by the organic solvent supply part 43 via the outer edge part cleaning nozzle 33 (so-called bevel cleaning) (step S25). ).
  • the organic solvent ejected from the outer edge cleaning nozzle 33 is for cleaning the outer edge of the substrate 9 and is hereinafter referred to as “cleaning liquid”.
  • the jet direction of the cleaning liquid in the outer edge cleaning nozzle 33 is inclined from the downward in the vertical direction to the outer side (the direction away from the central axis J1), and the cleaning liquid is supplied only to the outer edge of the upper surface 91.
  • the substrate 9 is rotated at a rotational speed higher than the pure water holding rotational speed as in the case of supplying the chemical solution and pure water.
  • the organic solvent supply unit 43 also serves as a cleaning liquid supply unit that supplies a cleaning liquid to the outer edge portion.
  • the outer edge cleaning nozzle 33 faces a part of the outer edge of the upper surface 91. Therefore, the cleaning liquid ejected from the outer edge cleaning nozzle 33 and the filler to be removed are concentrated and scattered only from the vicinity of the portion at the outer edge, and are likely to float as many mists.
  • the cleaning liquid is supplied, since the width of the annular gap G is smaller than when the chemical solution and pure water are supplied, the flow rate of the gas passing through the annular gap G is increased. Therefore, the mist near the outer edge portion of the substrate 9 is easily guided into the cup portion 23 by the gas flow. Also, the mist that has passed through the annular gap G is prevented from returning to the upper surface 91 side of the substrate 9 by passing again through the narrow annular gap G against the gas flow.
  • the guard unit 25 arranged in the lower stage suppresses the mist of the cleaning liquid or the like scattered from the upper surface 91 of the substrate 9 from adhering to the upper surface 91 when the cleaning liquid is supplied. Note that at this time, the filler is temporarily cured or is embedded in a gap in the structure 910, and the gas flow does not cause the filler to peel off.
  • the cleaning liquid at the outer edge is removed by continuing the rotation of the substrate 9 for a predetermined time. Thereafter, the rotation of the substrate 9 is stopped, and the substrate 9 is carried out of the chamber 5 by an external transfer mechanism (step S26).
  • the substrate 9 is baked by an external hot plate, the solvent component in the liquid film 82 of the filler is removed, and the polymer contained in the filler is fully cured (solidified). Thereby, it will be in the state with which the polymer solidified between the adjacent structure elements 911 was filled.
  • the substrate 9 is transferred to an external dry etching apparatus, and the polymer is removed by dry etching.
  • inclusions (polymer) interposed between adjacent structural elements 911 are solid, the inclusions are removed without the surface tension of the inclusions acting on the structural elements 911.
  • the series of processes after the rinsing process can be regarded as a drying process of pure water (rinsing liquid) adhering to the upper surface 91, and the drying process causes the deformation of the structural element 911 due to the surface tension of the pure water during the drying process. Is prevented.
  • the removal of the polymer may be performed by other methods that do not use a liquid. For example, depending on the type of polymer, the polymer is removed by sublimation by heating the polymer under reduced pressure.
  • the process of filling the gap in the structure 910 on the upper surface 91 with the organic solvent (step S ⁇ b> 16) and the process of replacing the organic solvent present in the gap of the structure 910 with the filler. (Step S20) is performed.
  • the liquid films 81 and 82 are held (maintained) on the upper surface 91.
  • substrate 9 is performed, rotating the board
  • the guard portion 25 is raised and lowered so that the width of the annular gap G in steps S16 and S20 is larger than the width of the annular gap G in step S25.
  • the flow velocity of the gas in the vicinity of the outer edge portion of the substrate 9 can be reduced, the liquid films 81 and 82 are collapsed, partially peeled off, and the thickness is uniform. The decrease can be suppressed. Further, when cleaning the outer edge portion of the substrate 9, the flow rate of the gas from the vicinity of the outer edge portion toward the annular gap G can be increased, and the cleaning liquid or the like (mist) scattered from the substrate 9 returns to the substrate 9. Can be suppressed.
  • the flow rate of the descending air flow formed by the air flow forming unit 61 is made smaller than the flow rate at the time of cleaning the outer edge portion.
  • the gas flow velocity in the vicinity of the outer edge can be further reduced, and the collapse of the liquid films 81 and 82 can be further suppressed.
  • the gas discharge flow rate through the discharge flow rate adjustment unit 621 is made smaller than the discharge flow rate at the time of cleaning the outer edge portion. Thereby, the gas flow velocity in the vicinity of the outer edge portion of the substrate 9 can be further reduced.
  • the organic solvent present in the gap between the structures 910 is replaced with the filler, the state where the supply of the filler onto the upper surface 91 of the substrate 9 is stopped is maintained. Thereby, the organic solvent can be more reliably replaced with the filler.
  • the width of the annular gap G when supplying another processing liquid (chemical solution or pure water) to the upper surface 91 is smaller than the width of the annular gap G when holding the liquid film 82 of the filler, and the outer edge. It is made larger than the width of the annular gap G when the part is washed. Accordingly, the other processing liquid scattered from the substrate 9 is more reliably received by the guard portion 25, and a certain flow rate of the gas at the outer edge portion is secured, so that the scattered other processing liquid (mist). Returning to the substrate 9 can be suppressed.
  • the upper stage and the middle stage of the guard unit 25 may be at the same position.
  • the raising / lowering operation of the guard part 25 in steps S18 and S22 is omitted, and the processing of the substrate 9 can be simplified.
  • the middle stage and the lower stage of the guard portion 25 can be set at the same position.
  • the substrate processing apparatus 1 can be variously modified.
  • the downdraft is always formed by the airflow formation unit 61.
  • the airflow formation unit 61 is OFF, that is, The gas supply flow rate by the airflow forming unit 61 may be zero. Also in this case, since the downward airflow is generated due to the discharge of the gas through the exhaust flow path 62, the above method of changing the width of the annular gap G is effective.
  • the airflow forming unit 61 may be omitted.
  • the downdraft becomes excessively low, the particles or chemical atmosphere existing below the substrate 9 moves upward in the cup portion 23 (that is, the particles and the like flow backward), and the particles and the like are transferred to the substrate. 9 adheres to the upper surface 91 of the substrate 9, and the substrate 9 is contaminated. Therefore, from the viewpoint of more reliably preventing contamination of the substrate 9 due to the backflow of particles or the like, the supply of gas from the airflow forming unit 61 into the chamber 5 is maintained when the liquid films 81 and 82 are held. It is preferable.
  • the outer edge cleaning nozzle 33 may be connected to the pure water supply unit 42, and pure water may be used as a cleaning liquid in the cleaning of the outer edge of the substrate 9 in step S25.
  • the pure water supply unit 42 serves as a cleaning liquid supply unit.
  • an outer edge cleaning nozzle that supplies a cleaning liquid toward the outer edge of the lower surface of the substrate 9 may be provided. Also in this case, when the processing liquid is ejected from the outer edge cleaning nozzle, the flow rate of the gas passing through the annular gap G is increased by reducing the width of the annular gap G, so that the cleaning liquid or the like scattered from the substrate 9 is removed. Returning to the substrate 9 can be suppressed.
  • the substrate holding and rotating mechanism may be realized in various modes.
  • the substrate 9 is rotated while holding the substrate 9 in a substantially horizontal posture with the upper surface 91 facing upward by a substrate holding and rotating mechanism that contacts the lower surface of the substrate 9 having a structure formed on the upper surface 91. Also good.
  • the substrate processing apparatus 1 may be provided with an elevating mechanism for elevating and lowering the substrate holding and rotating mechanism, and the width of the annular gap G may be changed by elevating and lowering the substrate holding and rotating mechanism and the substrate 9. As described above, the lifting mechanism in the substrate processing apparatus 1 may lift and lower the cylindrical guard portion 25 surrounding the substrate 9 relative to the substrate holding and rotating mechanism.
  • the substrate processed by the substrate processing apparatus 1 is not limited to a semiconductor substrate, and may be a glass substrate or another substrate.

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Abstract

上面（９１）に構造体が形成された基板（９）の処理では、上面（９１）上において有機溶剤の液膜を保持させて構造体における隙間を有機溶剤で満たした後、充填剤の供給により当該有機溶剤を充填剤で置換する処理と、基板（９）の外縁部に付着した充填剤を除去する処理とが行われる。ガード部（２５）の内側面と基板（９）の外縁部との間に形成されている環状の最小間隙を環状間隙として、前者の処理における環状間隙の幅が、後者の処理における当該幅よりも大きくなるように、ガード部（２５）が昇降される。これにより、液膜を保持する際に、基板（９）の外縁部近傍におけるガスの流速を低減させて、液膜の崩壊等が抑制され、基板（９）の外縁部を洗浄する際に、外縁部近傍から環状間隙に向かうガスの流速を増大させて、基板（９）から飛散した洗浄液等が基板（９）に戻ることが抑制される。

Description

基板処理方法および基板処理装置
　本発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。
　従来、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板処理装置を用いて基板に対して様々な処理が施される。例えば、表面上にレジストのパターンが形成された基板に薬液を供給することにより、基板の表面に対してエッチング等の処理が行われる。薬液の供給後には、基板に純水を供給して表面の薬液を除去するリンス処理や、基板を高速に回転して表面の純水を除去する乾燥処理がさらに行われる。
　多数の微細な構造体要素の集合である構造体が基板の表面に形成されている場合に、上記リンス処理および乾燥処理を順に行うと、乾燥途上において、隣接する２つの構造体要素の間に純水の液面が形成される。この場合に、構造体要素に作用する純水の表面張力に起因して、構造体要素が倒壊する虞がある。そこで、構造体における隙間（構造体要素の間）に充填剤を充填し、固化した充填剤をドライエッチング等により昇華させることにより、乾燥処理における構造体要素の倒壊を防止する手法が提案されている。
　なお、特開平１１－８７２２６号公報では、基板の周囲を囲むカップに、ファンフィルタユニットによってダウンフロー（下降気流）が供給される基板現像装置において、基板に現像液を供給する際に、吸排気を停止する手法が開示されている。当該手法により、基板の主面上に形成された現像液層が波立つことがなくなり、現像処理の均一性が向上する。
　ところで、基板処理装置において、基板の表面上の構造体における隙間に充填剤を充填する際には、筒状のガード部により基板の周囲を囲んだ状態で、表面に充填剤が供給される。また、構造体における隙間に充填剤を適切に充填するには、基板の表面において充填剤等の液膜を一定時間保持させる必要がある。このとき、パーティクル等の付着を防止するための下降気流が基板の外縁部とガード部との間の間隙を通過することに起因して、基板の外縁部において、表面近傍を流れるガスの流速が過度に高くなることがある。この場合、液膜の崩壊（粘性が高い充填剤では、液膜の部分的な剥がれと捉えられる。）や、厚さの均一性の低下が生じてしまう。
　一方、基板の外縁部に付着した不要な充填剤は、搬送機構を汚すため、外縁部のみに洗浄液を供給することにより除去される。このとき、基板を高速に回転するため、洗浄液等が飛散する際に、ミストとなって浮遊しやすくなる。このような洗浄液等のミストが、基板に戻ることを抑制することも求められる。
　本発明は、表面に構造体が形成された基板を処理する基板処理方法に向けられており、基板上において液膜を保持する際に、液膜の崩壊等を抑制するとともに、基板の外縁部を洗浄する際に、基板から飛散した洗浄液等が基板に戻ることを抑制することを目的としている。
　本発明に係る基板処理方法は、ａ）上下方向に沿って直径が異なる部位を有する筒状のガード部の内側に設けられた基板保持回転機構により、表面に構造体が形成された基板を、前記表面を上方に向けて実質的に水平な姿勢で保持する工程と、ｂ）所定の溶剤を前記基板の前記表面に供給して、前記表面上において前記溶剤の液膜を保持させて、前記表面の前記構造体における隙間を前記溶剤で満たす工程と、ｃ）前記ｂ）工程において形成された前記液膜に所定の処理液を供給して、前記構造体における前記隙間に存在する前記溶剤を前記処理液で置換する工程と、ｄ）前記基板を回転させて、前記基板から前記溶剤および前記処理液の余剰を除去する工程と、ｅ）前記基板を回転させつつ、前記基板の外縁部に所定の洗浄液を供給して、前記外縁部に付着した前記処理液を除去する工程とを備え、前記ｃ）工程において前記ガード部の内側面と前記基板の前記外縁部との間に形成されている環状の最小間隙の幅が、前記ｅ）工程における前記最小間隙の幅よりも大きくなるように、前記ガード部が前記基板回転保持機構に対して相対的に昇降される。
　本発明によれば、基板上において液膜を保持する際に、液膜の崩壊や部分的な剥がれ等を抑制することができる。また、基板の外縁部を洗浄する際に、基板から飛散した洗浄液等が基板に戻ることを抑制することができる。
　本発明の一の好ましい形態では、前記ｃ）工程が、ｃ１）前記処理液を前記表面に供給する工程と、ｃ２）前記処理液の供給を停止した状態で、前記表面上において前記処理液を含む液膜を保持させて、前記構造体における前記隙間に存在する前記溶剤を前記処理液で置換する工程とを備える。
　この場合に、好ましくは、前記処理液の比重が、前記溶剤の比重よりも大きい。
　例えば、前記ｃ１）工程においては前記基板を第１回転速度で回転させ、前記ｃ２）工程においては前記基板を前記第１回転速度よりも低速の第２回転速度で回転させるかあるいは前記基板を停止させる。
　本発明の他の好ましい形態では、前記ｂ）工程における前記最小間隙の幅が、前記ｅ）工程における前記最小間隙の幅よりも大きくなるように、前記ガード部が前記基板回転保持機構に対して相対的に昇降される。
　本発明のさらに他の好ましい形態では、前記ガード部および前記基板保持回転機構の上方において、下降気流を形成する気流形成部が設けられる。
　この場合に、好ましくは、前記ｃ）工程において前記気流形成部により形成されている前記下降気流の流量が、前記ｅ）工程における前記下降気流の流量よりも小さい。
　本発明は、表面に構造体が形成された基板を処理する基板処理装置にも向けられている。基板処理装置は、上下方向に沿って直径が異なる部位を有する筒状のガード部と、前記ガード部の内側に設けられ、表面に構造体が形成された基板を、前記表面を上方に向けて実質的に水平な姿勢で保持する基板保持回転機構と、前記表面に所定の溶剤を供給する溶剤供給部と、前記表面に所定の処理液を供給する処理液供給部と、前記基板の外縁部に所定の洗浄液を供給する洗浄液供給部と、前記ガード部を前記基板保持回転機構に対して相対的に昇降することにより、前記ガード部の内側面と前記基板の前記外縁部との間に形成されている環状の最小間隙の幅を変更する昇降機構と、前記溶剤供給部により前記基板の前記表面に前記溶剤を供給して、前記表面上において前記溶剤の液膜を保持させて、前記表面の前記構造体における隙間を前記溶剤で満たし、前記最小間隙の幅が第１の幅である状態で、前記処理液供給部により前記液膜に前記処理液を供給して、前記構造体における前記隙間に存在する前記溶剤を前記処理液で置換し、前記基板を回転させて、前記基板から前記溶剤および前記処理液の余剰を除去し、前記最小間隙の幅が前記第１の幅よりも小さい第２の幅である状態で、前記基板を回転させつつ、前記洗浄液供給部により前記基板の前記外縁部に前記洗浄液を供給して、前記外縁部に付着した前記処理液を除去する制御部とを備える。
　上述の目的および他の目的、特徴、態様および利点は、添付した図面を参照して以下に行うこの発明の詳細な説明により明らかにされる。
基板処理装置の構成を示す図である。 基板の処理の流れを示す図である。 基板の処理の流れを示す図である。 基板処理装置を示す断面図である。 基板の処理を説明するための図である。 基板処理装置を示す断面図である。 基板処理装置を示す断面図である。
　図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す図である。基板処理装置１における各構成要素は、制御部１０により制御される。基板処理装置１は、スピンチャック２２と、スピンモータ２１と、カップ部２３と、チャンバ５とを備える。基板保持部であるスピンチャック２２は、円板状の基板９の周縁に複数の挟持部材を接触させることにより、基板９を挟持する。これにより、基板９が水平な姿勢にてスピンチャック２２により保持される。以下の説明では、上方を向く基板９の表面（主面）９１を「上面９１」という。上面９１には、所定の構造体が形成されており、当該構造体は、例えば直立する多数の構造体要素を含む。
　スピンチャック２２には、上下方向（鉛直方向）に伸びるシャフト２２１が接続される。シャフト２２１は、基板９の上面９１に垂直であり、シャフト２２１の中心軸Ｊ１は、基板９の中心を通る。基板回転機構であるスピンモータ２１は、シャフト２２１を回転する。これにより、スピンチャック２２および基板９が、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心として回転する。スピンチャック２２およびスピンモータ２１は、基板保持回転機構である。シャフト２２１およびスピンモータ２１は共に中空状であり、後述の下部ノズル３４が内部に配置される。
　カップ部２３は、液受け部２４と、ガード部２５とを備える。液受け部２４は、ベース部２４１と、環状底部２４２と、周壁部２４３とを備える。ベース部２４１は、中心軸Ｊ１を中心とする筒状である。ベース部２４１は、後述のチャンバ内側壁部５３に嵌め込まれて、チャンバ内側壁部５３の外側面に取り付けられる。環状底部２４２は、中心軸Ｊ１を中心とする円環板状であり、ベース部２４１の下端部から外側に広がる。周壁部２４３は、中心軸Ｊ１を中心とする筒状であり、環状底部２４２の外周部から上方に突出する。ベース部２４１、環状底部２４２および周壁部２４３は、好ましくは１つの部材として一体的に形成される。
　ガード部２５は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状であり、上下方向に沿って直径が異なる部位を有する。具体的には、ガード部２５は、ガード中央部２５１と、ガード上部２５２と、ガード下部２５３とを備える。ガード中央部２５１は、スピンチャック２２の周囲を囲む円筒状である。ガード上部２５２は、ガード中央部２５１の上端部から上方に向かうに従って直径が漸次減少する部位である。ガード下部２５３は、ガード中央部２５１の下端部から液受け部２４の周壁部２４３に向かって広がる部位である。ガード下部２５３には、周壁部２４３との間にて微小な間隙を形成する係合部２５４が設けられる。係合部２５４と、周壁部２４３とは、非接触状態が維持される。ガード部２５は、ガード昇降機構２６により、上下方向に移動（昇降）可能である。カップ部２３は、同心の複数のガード部を含んでもよい。
　チャンバ５は、チャンバ底部５１と、チャンバ上底部５２と、チャンバ内側壁部５３と、チャンバ外側壁部５４と、チャンバ天蓋部５５とを備える。チャンバ底部５１は、板状であり、スピンモータ２１およびカップ部２３の下方を覆う。チャンバ上底部５２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。チャンバ上底部５２は、チャンバ底部５１の上方にて、スピンモータ２１の上方を覆うとともにスピンチャック２２の下方を覆う。チャンバ内側壁部５３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。チャンバ内側壁部５３は、チャンバ上底部５２の外周部から下方に広がり、チャンバ底部５１に至る。チャンバ内側壁部５３は、カップ部２３の径方向内側に位置する。
　チャンバ外側壁部５４は、略筒状であり、カップ部２３の径方向外側に位置する。チャンバ外側壁部５４は、チャンバ底部５１の外周部から上方に広がり、チャンバ天蓋部５５の外周部に至る。チャンバ天蓋部５５は、板状であり、カップ部２３およびスピンチャック２２の上方を覆う。チャンバ外側壁部５４には、基板９をチャンバ５内に搬入および搬出するための搬出入口（図示省略）が設けられる。搬出入口が、蓋部により閉塞されることにより、チャンバ５の内部空間５０が密閉された空間となる。
　チャンバ天蓋部５５には、気流形成部６１が取り付けられる。気流形成部６１は、ガード部２５およびスピンチャック２２の上方に設けられる。気流形成部６１は、例えばファンフィルタユニット（ＦＦＵ）であり、ファン６１１と、フィルタ６１２とを有する。ファン６１１は、チャンバ５外の空気をフィルタ６１２を介してチャンバ５内に送る。フィルタ６１２は、例えばＨＥＰＡフィルタであり、空気中のパーティクルを除去する。気流形成部６１により、チャンバ５内において上部から下方に向かうガス（ここでは、清浄空気）の流れ、すなわち、下降気流が形成される。気流形成部６１では、窒素ガス等により下降気流が形成されてもよい。制御部１０の制御により、ファン６１１が有するモータの回転速度は可変である。したがって、気流形成部６１からチャンバ５内へのガスの供給流量が調整可能である。
　チャンバ５には、排気流路６２が設けられる。排気流路６２は、チャンバ外側壁部５４の下部にて開口する。詳細には、上下方向においてガード部２５およびスピンチャック２２よりも下方にて、排気流路６２が、チャンバ５の内部空間５０と接続する。チャンバ５内のガスは、排気流路６２を介してチャンバ５外に排出される。排気流路６２には、ガスの排出流量を調整する排出流量調整部６２１が設けられる。排出流量調整部６２１は、例えば排気ダンパーである。制御部１０の制御により、排気ダンパーの開度は可変であり、排出流量調整部６２１を介したガスの排出流量が調整可能である。
　基板処理装置１は、薬液ノズル３０と、純水・溶剤ノズル３１と、充填剤ノズル３２と、外縁部洗浄ノズル３３と、下部ノズル３４と、薬液供給部４１と、純水供給部４２と、有機溶剤供給部４３と、充填剤供給部４４とをさらに備える。薬液ノズル３０、純水・溶剤ノズル３１、充填剤ノズル３２および外縁部洗浄ノズル３３は、例えばストレートノズルであり、各ノズル３０～３３は、図示省略のノズル移動機構により、基板９の上面９１に対向する対向位置と、上面９１の上方から外れた待機位置とに選択的に配置される。薬液ノズル３０、純水・溶剤ノズル３１および充填剤ノズル３２の対向位置は、上面９１の中央部に対向する位置であり、外縁部洗浄ノズル３３の対向位置は、上面９１の外縁部に対向する位置である。ノズル３０～３３の待機位置は、水平方向において基板９から離れた位置である。ノズル移動機構は、ノズル３０～３３を上下方向に昇降することも可能である。上下方向に伸びる下部ノズル３４は、中空状のシャフト２２１およびスピンモータ２１の内部に配置される。下部ノズル３４の上端は、基板９の下面の中央部に対向する。
　薬液供給部４１は、薬液ノズル３０に弁を介して接続され、純水供給部４２および有機溶剤供給部４３は、共に純水・溶剤ノズル３１に弁を介して接続される。純水供給部４２は、下部ノズル３４にも弁を介して接続される。有機溶剤供給部４３は、外縁部洗浄ノズル３３にも弁を介して接続される。充填剤供給部４４は、充填剤ノズル３２に弁を介して接続される。薬液供給部４１、純水供給部４２、有機溶剤供給部４３および充填剤供給部４４により、処理液である薬液、純水、有機溶剤および充填剤が基板９にそれぞれ供給される。
　図２Ａおよび図２Ｂは、基板処理装置１における基板９の処理の流れを示す図である。基板処理装置１では、気流形成部６１がＯＮとされ、チャンバ５内において上部から下方に向かうガスの流れ（すなわち、下降気流）が形成される（ステップＳ１１）。基板処理装置１では、原則として、常時、下降気流が形成されている。したがって、以下の処理は、上記下降気流の形成に並行して行われる。また、本処理例では、基板９の処理中において下降気流の流量が、定常状態である「高」、または、非定常状態である「低」のいずれかに設定される。ステップＳ１１では、下降気流の流量が「高」に設定される。排出流量調整部６２１を介したガスの排出流量も、「高」に設定される。
　チャンバ５内には、外部の搬送機構により処理対象の基板９が搬入され、ガード部２５の内側に設けられたスピンチャック２２にて保持される（ステップＳ１２）。基板９の搬入の際には、ガード昇降機構２６がガード部２５を下降することにより、搬入される基板９がガード部２５に接触することが防止される（後述の基板９の搬出において同様）。搬送機構がチャンバ５外に移動すると、制御部１０の制御により、ガード昇降機構２６がガード部２５を図３に示す位置まで上昇する（ステップＳ１３）。本処理例では、基板９の処理中においてガード部２５が上段、中段および下段のいずれかに配置され、図３に示す位置は中段である。中段に配置されたガード部２５では、ガード上部２５２の下部が基板９と同じ高さに配置される。なお、図３では、長い矢印Ａ１により、流量が「高」に設定された下降気流を示している（後述の図６において同様）。
　既述のように、円板状の基板９の周囲に略円筒状のガード部２５が配置され、両者の中心軸は一致する。したがって、ガード部２５の内側面と基板９の外縁部との間に環状の間隙が形成される。以下の説明では、ガード部２５の内側面と基板９の外縁部との間に形成される環状の最小間隙（すなわち、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に沿って両者間の最小幅Ｄ１の間隙が全周に亘って連続している環状間隙）Ｇを、単に「環状間隙Ｇ」という。気流形成部６１から基板９へと向かうガスは、環状間隙Ｇを介してカップ部２３内に流入する。カップ部２３内のガスは、スピンチャック２２の下側へと移動し、ガード部２５と液受け部２４との間の微小な間隙、すなわち、図１の周壁部２４３と係合部２５４との間の微小な間隙を介してカップ部２３外に流れる。チャンバ５の内部空間５０の下部において、カップ部２３の周囲のガスは、排気流路６２を介してチャンバ５外に排出される。
　続いて、図示省略のノズル移動機構により、薬液ノズル３０が、基板９の上面９１の中央部に対向する対向位置に配置される。また、スピンモータ２１により、基板９の回転が開始される。基板９の回転速度（回転数）は、比較的高い回転速度（後述の純水保持回転速度よりも高速な回転速度）に設定される。そして、薬液供給部４１により薬液が薬液ノズル３０を介して上面９１に連続的に供給される（ステップＳ１４）。上面９１上の薬液は基板９の回転により外縁部へと広がり、上面９１の全体に薬液が供給される。また、外縁部から飛散する薬液は、ガード部２５の内側面にて受けられて回収される。薬液は、例えば、希フッ酸（ＤＨＦ）またはアンモニア水を含む洗浄用の処理液である。薬液は、基板９上の酸化膜の除去や現像、あるいは、エッチング等、洗浄以外の処理に用いられるものであってもよい。
　図４は、基板９の処理を説明するための図である。図４の上段では、各処理における基板９の上面９１上の様子を示し、中段では下降気流の流量を示し、下段では、ガード部２５の位置を示す。また、各処理のステップと同じ符号を付す矢印により、当該処理が行われる期間を示している。図４中の上段において、矢印Ｓ１４が示す期間に対応する最も左側に示すように、ステップＳ１４では、上面９１の全体に薬液が満たされる。薬液の供給は所定時間継続され、その後、停止される。薬液による処理では、ノズル移動機構により、薬液ノズル３０が水平方向に揺動してもよい。ステップＳ１４に並行して、純水供給部４２により純水が下部ノズル３４を介して基板９の下面に供給されてもよい（基板９の上面９１に処理液を供給する他の処理において同様）。
　薬液による処理が完了すると、薬液ノズル３０が待機位置に移動し、純水・溶剤ノズル３１が対向位置に配置される。そして、純水供給部４２により、リンス液である純水が純水・溶剤ノズル３１を介して上面９１に連続的に供給される（ステップＳ１５）。これにより、上面９１上の薬液が純水により洗い流されるリンス処理が行われる。リンス処理中は、図４中の上段の左から２番目に示すように、上面９１の全体が純水により覆われる。純水の供給中も、比較的高い回転速度で基板９が回転される。基板９から飛散する純水は、ガード部２５の内側面により受けられて、外部に排出される。純水の供給は所定時間継続され、その間、基板９の回転速度が徐々に、上記回転速度よりも十分に低い回転速度（以下、「純水保持回転速度」という。）に下げられる。純水保持回転速度は例えば１０［ｒｐｍ］であるが、０［ｒｐｍ］であってもよい。この状態で、図４中の上段の左から２番目に示すように、上面９１上において純水の液膜８０が形成されて保持される。純水の供給は、その液膜８０の形成後、停止される。
　所定時間、純水の液膜８０を保持した後に、基板９を純水保持回転速度で回転させたままの状態で、図１の有機溶剤供給部４３により、有機溶剤が純水・溶剤ノズル３１を介して上面９１に供給開始される（ステップＳ１６）。有機溶剤は、例えばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、メタノール、エタノール、アセトン等であり、純水よりも表面張力が低い。本実施の形態では、有機溶剤としてＩＰＡが利用される。そしてこの有機溶剤の供給を継続しつつ、基板９の回転速度は純水保持回転速度から徐々に増速されて、比較的高い回転速度（純水保持回転速度よりも高速な回転速度）で基板９が回転される。これにより、上面９１上の有機溶剤は、直ぐに外縁部へと広がり、上面９１の純水は有機溶剤に置換される。このとき、図４中の上段の左から３番目に示すように、上面９１上において有機溶剤の薄い液膜８１が形成されて保持される。表面張力が低い（例えば、純水および充填剤よりも低い）有機溶剤は、上面９１の構造体９１０において互いに隣接する構造体要素９１１の間に入り込みやすく、構造体９１０における隙間が、有機溶剤により満たされる。なお、図４では基板９上面９１の構造体９１０の大きさは誇張して描いているが、実際には半導体デバイスの構造レベルの非常に微細な構造である。液膜８１は少なくとも構造体９１０の高さをほぼ覆う程度かまたはそれ以上の厚みがある。所定量の有機溶剤が供給されて純水の置換が終了すると、有機溶剤の供給が停止される。
　有機溶剤の供給が完了すると、それと同時に制御部１０により気流形成部６１における下降気流の流量の設定が「低」に変更され、上記薬液および純水の供給時における流量よりも小さくされる（ステップＳ１７）。図５では、短い矢印Ａ２により、流量が「低」に設定された下降気流を示している。実際には、排出流量調整部６２１（図１参照）におけるガスの排出流量の設定も「低」に変更され、上記薬液および純水の供給時における排出流量よりも小さくされる。また、図５に示すように、ガード部２５がガード昇降機構２６により上段に配置される（ステップＳ１８）。上段は、図３に示す位置（中段）よりも上方の位置である。上段に配置されたガード部２５では、ガード中央部２５１の上部が基板９と同じ高さに配置され、環状間隙Ｇの幅Ｄ２は、図３に示す環状間隙Ｇの幅Ｄ１よりも大きい。
　さらに、有機溶剤の供給が停止された後、上述したステップＳ１７，Ｓ１８とともに、基板処理装置１では、純水・溶剤ノズル３１が、待機位置へと移動し、充填剤ノズル３２が、上面９１の中央部に対向する対向位置に配置される。そして、ステップＳ１６における比較的高い回転速度を保った状態で、処理液供給部である充填剤供給部４４により、充填剤が充填剤ノズル３２を介して上面９１の中央部の有機溶剤の液膜８１の上に所定量だけ供給される（ステップＳ１９）。有機溶剤の液膜８１の上に供給される充填剤は、基板９の回転により上面９１の中央部から外周部へと拡がり、図４中の上段の左から４番目に示すように、有機溶剤の液膜８１上に充填剤の液膜８２が積層される。図４では、液膜における有機溶剤の層と充填剤の層とに異なるハッチングを付している。なお、基板９の回転が停止した状態で、充填剤が上面９１に供給され、その後、基板９の回転が開始されてもよい。充填剤は、例えばアクリル樹脂等のポリマー（樹脂）を含む。また充填剤の比重は有機溶剤（ここではＩＰＡ）よりも大きい。充填剤における溶媒として、水やアルコール等が例示される。ポリマーは、当該溶媒に対して溶解性を有し、例えば、所定温度以上に加熱することにより架橋反応が生じる。所定時間が経過し、所定量の充填剤が供給されて液膜８２が形成されると充填剤の供給が停止され、基板処理装置１では、基板９の回転速度はステップＳ１６における比較的高い回転速度から徐々に減速されて、比較的低い回転速度（例えば前述の純水保持回転速度）で基板９が回転される。
　ここで、上記液膜８１，８２は、上面９１の全体を覆う一連の液層である。充填剤の供給の停止により、液膜８１，８２では、基板９と、液膜８１を構成する液体（主として、有機溶剤）と、液膜８２を構成する液体（主として充填剤）の上面９１に沿う相対移動がほぼない状態（いわゆる、パドル状態であり、以下、「液静止状態」という。）が形成されている。ステップＳ１９では、気流形成部６１による下降気流の流量、および、排出流量調整部６２１によるガスの排出流量が小さく、かつ、上段に配置されたガード部２５では、環状間隙Ｇの幅Ｄ２も比較的大きい。したがって、基板９の外縁部近傍におけるガスの流速が低減され、液静止状態の液膜８１，８２の崩壊（すなわち、基板９外縁部近傍において液膜が崩れて基板９から流出してしまうこと）や、厚さの均一性の低下が抑制される。また、純水保持回転速度での基板９の回転では、上面９１から有機溶剤や充填剤が飛散して、ミストとなって浮遊することもほとんどない。充填剤が不所望に乾燥したり剥がれたりしてしまうことも抑制できる。
　基板９の回転速度が低い状態（前述の純水保持回転速度程度）では、各位置における液膜８１，８２の厚さは、上面９１に沿うガスの流れの影響を強く受けるが、基板９の外縁部近傍におけるガスの流速が低減されていることにより、液膜８１の厚さの均一性が確保される。上記回転速度での基板９の回転（または、基板９の回転を停止した状態）は所定時間だけ継続される。充填剤の比重は、有機溶剤の比重よりも大きいため、充填剤の供給を停止した状態で、上面９１上において有機溶剤を含む液膜８１および充填剤を含む液膜８２を保持させることにより、図４中の上段の左から４番目および５番目に示すように、上面９１上の液膜８１，８２において有機溶剤の液膜８１の層と充填剤の液膜８２の層との上下が入れ替わる。このようにして、構造体９１０における隙間に存在する有機溶剤が充填剤で置換され、互いに隣接する構造体要素９１１の間に、充填剤が入り込む（ステップＳ２０）。ステップＳ２０は、構造体９１０における隙間に充填剤を埋め込む処理である。ステップＳ２０における液膜８１，８２においても、液膜８１，８２を構成する液体が上面９１上を水平方向にはほとんど流動しておらず、液静止状態が形成されている。
　充填剤の埋込処理が完了すると（充填剤の供給停止から所定時間経過すると）、気流形成部６１における下降気流の流量の設定が「高」に変更され、下降気流の流量が埋込処理時よりも大きくされる（ステップＳ２１）。また、排出流量調整部６２１におけるガスの排出流量の設定も「高」に変更され、ガスの排出流量が埋込処理時よりも大きくされる。本処理例では、下降気流の流量およびガスの排出流量は、薬液および純水の供給時と同程度に戻される。さらに、図３に示すように、ガード部２５がガード昇降機構２６により中段に配置される（戻される）（ステップＳ２２）。
　続いて、基板９の回転速度が、純水保持回転速度よりも高速な回転速度まで上げられる。これにより、図４中の上段の左から５番目および６番目に示すように、有機溶剤の液膜８１、および、充填剤の余剰が基板９から除去される（いわゆるスピンオフ）（ステップＳ２３）。基板９から飛散する液（有機溶剤および充填剤）は、ガード部２５の内側面により受けられる。有機溶剤および充填剤の余剰が除去された液膜８２では、構造体９１０の全体を覆うために必要な厚さの充填剤が残存する。
　その後、図６に示すように、ガード昇降機構２６によりガード部２５が下段に配置される（ステップＳ２４）。下段は、図３に示す位置（中段）よりも下方の位置である。下段に配置されたガード部２５では、ガード上部２５２の上部が基板９とおよそ同じ高さに配置され、環状間隙Ｇの幅Ｄ３は、図３に示す環状間隙Ｇの幅Ｄ１、および、図５に示す環状間隙Ｇの幅Ｄ２よりも小さい。
　基板処理装置１では、ステップＳ２０～Ｓ２４に並行して、充填剤ノズル３２が待機位置へと移動し、外縁部洗浄ノズル３３が、上面９１の外縁部に対向する対向位置に配置される。ガード部２５が下段に配置されると、有機溶剤供給部４３により、上面９１の外縁部に有機溶剤が外縁部洗浄ノズル３３を介して連続的に供給される（いわゆる、ベベル洗浄）（ステップＳ２５）。外縁部洗浄ノズル３３から噴出される有機溶剤は、基板９の外縁部を洗浄するためのものであり、以下、「洗浄液」という。
　外縁部洗浄ノズル３３における洗浄液の噴出方向は、上下方向の下向きから外側（中心軸Ｊ１から離れる方向）に傾斜しており、上面９１の外縁部のみに洗浄液が供給される。また、薬液および純水の供給時と同様に、純水保持回転速度よりも高速な回転速度で基板９が回転される。これにより、構造体９１０が形成されていない上面９１の外縁部や、基板９の端面（縁面）に付着した充填剤が、全周に亘って除去される。このように、外縁部や端面に付着する不要な充填剤を除去することにより、後続の処理において基板９を搬送する際に、搬送機構のアームが汚れることが防止される。有機溶剤供給部４３は、外縁部に洗浄液を供給する洗浄液供給部としての役割も果たす。
　ここで、外縁部洗浄ノズル３３は、上面９１の外縁部の一部分に対向する。したがって、外縁部洗浄ノズル３３から噴出される洗浄液や除去される充填剤は、外縁部における当該部分近傍のみから集中して飛散し、多くのミストとなって浮遊しやすい。洗浄液の供給時では、薬液および純水の供給時に比べて、環状間隙Ｇの幅が小さいため、環状間隙Ｇを通過するガスの流速が大きくなる。したがって、基板９の外縁部近傍のミストは当該ガスの流れによりカップ部２３内に導かれやすくなる。また、環状間隙Ｇを通過したミストが、ガスの流れに逆らって、幅が狭い環状間隙Ｇを再度通過して基板９の上面９１側に戻ることも防止される。以上のように、下段に配置されたガード部２５により、洗浄液の供給時において、基板９の上面９１から飛散した洗浄液等のミストが上面９１に付着することが抑制される。なお、この時点では、充填剤は仮硬化しており、または、構造体９１０における隙間に埋め込まれており、上記ガスの流れにより充填剤の剥がれが生じることはない。
　外縁部洗浄ノズル３３からの洗浄液の噴出完了後、基板９の回転を所定時間継続することにより、外縁部の洗浄液が除去される。その後、基板９の回転が停止され、外部の搬送機構により基板９がチャンバ５外に搬出される（ステップＳ２６）。基板９は、外部のホットプレートにてベークされ、充填剤の液膜８２における溶媒成分が除去されるとともに、充填剤に含まれるポリマーが本硬化（固化）する。これにより、隣接する構造体要素９１１間に固化したポリマーが充填された状態となる。基板９は、外部のドライエッチング装置へと搬送され、ドライエッチングによりポリマーが除去される。
　このとき、隣接する構造体要素９１１間に介在する介在物（ポリマー）が固体であるため、構造体要素９１１に対して介在物の表面張力が作用しない状態で当該介在物が除去される。リンス処理後における上記一連の処理は、上面９１に付着する純水（リンス液）の乾燥処理と捉えることができ、当該乾燥処理により、乾燥途上の純水の表面張力による構造体要素９１１の変形が防止される。ポリマーの除去は、液体を用いない他の手法により行われてもよい。例えば、ポリマーの種類によっては、減圧下にてポリマーを加熱することにより、ポリマーの昇華による除去が行われる。
　以上に説明したように、基板処理装置１では、上面９１の構造体９１０における隙間を有機溶剤で満たす処理（ステップＳ１６）と、構造体９１０の隙間に存在する有機溶剤を充填剤で置換する処理（ステップＳ２０）とが行われる。両処理では、上面９１上において液膜８１，８２が保持（維持）される。その後、基板９を高速に回転させつつ、基板９の外縁部に付着した充填剤を除去する処理（ステップＳ２５）が行われる。また、ステップＳ１６，Ｓ２０における環状間隙Ｇの幅が、ステップＳ２５における環状間隙Ｇの幅よりも大きくなるように、ガード部２５が昇降される。これにより、液膜８１，８２を保持する際に、基板９の外縁部近傍におけるガスの流速を低減させることができ、液膜８１，８２の崩壊や部分的な剥がれ、厚さの均一性の低下を抑制することができる。また、基板９の外縁部を洗浄する際に、外縁部近傍から環状間隙Ｇに向かうガスの流速を増大させることができ、基板９から飛散した洗浄液等（のミスト）が基板９に戻ることを抑制することができる。
　また、液膜８１，８２を保持する際に、気流形成部６１により形成されている下降気流の流量が、外縁部の洗浄時における当該流量よりも小さくされる。これにより、外縁部近傍におけるガスの流速をさらに低減させることができ、液膜８１，８２の崩壊等をさらに抑制することができる。さらに、液膜８１，８２を保持する際に、排出流量調整部６２１を介したガスの排出流量が、外縁部の洗浄時における当該排出流量よりも小さくされる。これにより、基板９の外縁部近傍におけるガスの流速をより一層低減させることができる。
　基板処理装置１では、構造体９１０の隙間に存在する有機溶剤を充填剤で置換する際に、基板９の上面９１上への充填剤の供給を停止した状態が維持される。これにより、当該有機溶剤をより確実に充填剤で置換することができる。また、他の処理液（薬液や純水）を上面９１に供給する際における環状間隙Ｇの幅が、充填剤の液膜８２を保持する際における環状間隙Ｇの幅よりも小さく、かつ、外縁部を洗浄する際における環状間隙Ｇの幅よりも大きくされる。これにより、基板９から飛散する当該他の処理液をより確実にガード部２５にて受けつつ、外縁部におけるガスのある程度の流量を確保して、飛散した当該他の処理液（のミスト）が基板９に戻ることを抑制することが可能となる。
　基板処理装置１では、ガード部２５の上段および中段が同じ位置であってもよい。この場合、図２Ａおよび図２Ｂの処理において、ステップＳ１８，Ｓ２２におけるガード部２５の昇降動作が省略され、基板９の処理を簡素化することが可能となる。基板処理装置１の設計によっては、ガード部２５の中段および下段を同じ位置とすることも可能である。
　上記基板処理装置１では様々な変形が可能である。
　上記実施の形態では、気流形成部６１により、常時、下降気流が形成されるが、例えば、図４中の下降気流が「低」に設定される期間において、気流形成部６１がＯＦＦ、すなわち、気流形成部６１によるガスの供給流量が０とされてもよい。この場合も、排気流路６２を介したガスの排出に起因して下降気流が発生するため、環状間隙Ｇの幅を変更する上記手法が有効となる。基板処理装置１の設計によっては、気流形成部６１を省略することも可能である。
　一方、下降気流が過度に低くなると、カップ部２３内において、基板９よりも下方に存在するパーティクルや薬液雰囲気等が上方に向かって移動し（すなわち、パーティクル等が逆流し）、パーティクル等が基板９の上面９１に付着して、基板９が汚染されてしまう。したがって、パーティクル等の逆流による基板９の汚染をより確実に防止するという観点では、液膜８１，８２を保持する際に、気流形成部６１からのチャンバ５内へのガスの供給が維持されることが好ましい。
　外縁部洗浄ノズル３３が、純水供給部４２に接続され、ステップＳ２５における基板９の外縁部の洗浄において、純水が洗浄液として利用されてもよい。この場合、純水供給部４２が洗浄液供給部としての役割を果たす。また、スピンチャック２２の構造等によっては、基板９の下面の外縁部に向かって洗浄液を供給する外縁部洗浄ノズルが設けられてもよい。この場合も、当該外縁部洗浄ノズルから処理液を噴出する際に、環状間隙Ｇの幅を小さくすることにより、環状間隙Ｇを通過するガスの流速を増大させ、基板９から飛散した洗浄液等が基板９に戻ることを抑制することができる。
　基板保持回転機構は、様々な態様にて実現されてよい。例えば、上面９１に構造体が形成された基板９の下面に当接する基板保持回転機構により、上面９１を上方に向けて実質的に水平な姿勢で基板９を保持しつつ基板９が回転されてもよい。
　基板処理装置１において、基板保持回転機構を昇降する昇降機構が設けられ、基板保持回転機構および基板９を昇降することにより、環状間隙Ｇの幅が変更されてもよい。このように、基板処理装置１における昇降機構は、基板９の周囲を囲む筒状のガード部２５を基板保持回転機構に対して相対的に昇降すればよい。
　基板処理装置１にて処理される基板は半導体基板には限定されず、ガラス基板や他の基板であってもよい。
　上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
　発明を詳細に描写して説明したが、既述の説明は例示的であって限定的なものではない。したがって、本発明の範囲を逸脱しない限り、多数の変形や態様が可能であるといえる。
　１　　基板処理装置
　９　　基板
　２１　　スピンモータ
　２２　　スピンチャック
　２５　　ガード部
　２６　　ガード昇降機構
　４３　　有機溶剤供給部
　４４　　充填剤供給部
　６１　　気流形成部
　８０～８２　　液膜
　９１　　（基板の）上面
　９１０　　構造体
　Ｄ１～Ｄ３　　（環状間隙の）幅
　Ｇ　　環状間隙
　Ｓ１１～Ｓ２６　　ステップ

Claims (14)

  1. 　表面に構造体が形成された基板を処理する基板処理方法であって、
    　ａ）上下方向に沿って直径が異なる部位を有する筒状のガード部の内側に設けられた基板保持回転機構により、表面に構造体が形成された基板を、前記表面を上方に向けて実質的に水平な姿勢で保持する工程と、
    　ｂ）所定の溶剤を前記基板の前記表面に供給して、前記表面上において前記溶剤の液膜を保持させて、前記表面の前記構造体における隙間を前記溶剤で満たす工程と、
    　ｃ）前記ｂ）工程において形成された前記液膜に所定の処理液を供給して、前記構造体における前記隙間に存在する前記溶剤を前記処理液で置換する工程と、
    　ｄ）前記基板を回転させて、前記基板から前記溶剤および前記処理液の余剰を除去する工程と、
    　ｅ）前記基板を回転させつつ、前記基板の外縁部に所定の洗浄液を供給して、前記外縁部に付着した前記処理液を除去する工程と、
    を備え、
    　前記ｃ）工程において前記ガード部の内側面と前記基板の前記外縁部との間に形成されている環状の最小間隙の幅が、前記ｅ）工程における前記最小間隙の幅よりも大きくなるように、前記ガード部が前記基板回転保持機構に対して相対的に昇降される。
  2. 　請求項１に記載の基板処理方法であって、
    　前記ｃ）工程が、
    　ｃ１）前記処理液を前記表面に供給する工程と、
    　ｃ２）前記処理液の供給を停止した状態で、前記表面上において前記処理液を含む液膜を保持させて、前記構造体における前記隙間に存在する前記溶剤を前記処理液で置換する工程と、
    を備える。
  3. 　請求項２に記載の基板処理方法であって、
    　前記処理液の比重が、前記溶剤の比重よりも大きい。
  4. 　請求項２または３に記載の基板処理方法であって、
    　前記ｃ１）工程においては前記基板を第１回転速度で回転させ、
    　前記ｃ２）工程においては前記基板を前記第１回転速度よりも低速の第２回転速度で回転させるかあるいは前記基板を停止させる。
  5. 　請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    　前記ｂ）工程における前記最小間隙の幅が、前記ｅ）工程における前記最小間隙の幅よりも大きくなるように、前記ガード部が前記基板回転保持機構に対して相対的に昇降される。
  6. 　請求項１ないし５のいずれかに記載の基板処理方法であって、
    　前記ガード部および前記基板保持回転機構の上方において、下降気流を形成する気流形成部が設けられる。
  7. 　請求項６に記載の基板処理方法であって、
    　前記ｃ）工程において前記気流形成部により形成されている前記下降気流の流量が、前記ｅ）工程における前記下降気流の流量よりも小さい。
  8. 　表面に構造体が形成された基板を処理する基板処理装置であって、
    　上下方向に沿って直径が異なる部位を有する筒状のガード部と、
    　前記ガード部の内側に設けられ、表面に構造体が形成された基板を、前記表面を上方に向けて実質的に水平な姿勢で保持する基板保持回転機構と、
    　前記表面に所定の溶剤を供給する溶剤供給部と、
    　前記表面に所定の処理液を供給する処理液供給部と、
    　前記基板の外縁部に所定の洗浄液を供給する洗浄液供給部と、
    　前記ガード部を前記基板保持回転機構に対して相対的に昇降することにより、前記ガード部の内側面と前記基板の前記外縁部との間に形成されている環状の最小間隙の幅を変更する昇降機構と、
    　前記溶剤供給部により前記基板の前記表面に前記溶剤を供給して、前記表面上において前記溶剤の液膜を保持させて、前記表面の前記構造体における隙間を前記溶剤で満たし、前記最小間隙の幅が第１の幅である状態で、前記処理液供給部により前記液膜に前記処理液を供給して、前記構造体における前記隙間に存在する前記溶剤を前記処理液で置換し、前記基板を回転させて、前記基板から前記溶剤および前記処理液の余剰を除去し、前記最小間隙の幅が前記第１の幅よりも小さい第２の幅である状態で、前記基板を回転させつつ、前記洗浄液供給部により前記基板の前記外縁部に前記洗浄液を供給して、前記外縁部に付着した前記処理液を除去する制御部と、
    を備える。
  9. 　請求項８に記載の基板処理装置であって、
    　前記処理液の前記表面への供給後、前記処理液の供給を停止した状態で、前記表面上において前記処理液を含む液膜を保持させることにより、前記構造体における前記隙間に存在する前記溶剤が前記処理液で置換される。
  10. 　請求項９に記載の基板処理装置であって、
    　前記処理液の比重が、前記溶剤の比重よりも大きい。
  11. 　請求項９または１０に記載の基板処理装置であって、
    　前記基板保持回転機構が、前記処理液の供給の際に前記基板を第１回転速度で回転させ、前記処理液を含む前記液膜の保持の際に前記基板を前記第１回転速度よりも低速の第２回転速度で回転させるかあるいは前記基板を停止させる。
  12. 　請求項８ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    　前記溶剤の前記液膜の保持の際における前記最小間隙の幅が、前記洗浄液の供給の際における前記最小間隙の幅よりも大きくなるように、前記昇降機構が、前記ガード部を前記基板回転保持機構に対して相対的に昇降する。
  13. 　請求項８ないし１２のいずれかに記載の基板処理装置であって、
    　前記ガード部および前記基板保持回転機構の上方において、下降気流を形成する気流形成部が設けられる。
  14. 　請求項１３に記載の基板処理装置であって、
    　前記溶剤の前記処理液での置換の際において前記気流形成部により形成されている前記下降気流の流量が、前記洗浄液の供給の際における前記下降気流の流量よりも小さい。
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